该案例介绍了一个正弦光栅的仿真,该光栅表面具有随机变化的粗糙度结构。此外,分析了对衍射级次的影响,特别是衍射效率。 9pn>-1NJ <W8t|jt 1. 建模任务 B!]2Se2G
n.MRz WJpZ
>et-{(G 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 uA tV". 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 p9!"O
5|0,X<& 2. 建模任务:正弦光栅 yOU(2"8p ~/pzxo$ x-z方向(截面视图) r|Z3$J{^" ^nJyo:DO;
!^#jwRpeN 光栅参数: 1@48BN8cm' 周期:0.908um z
/KK)u(q 高度:1.15um $,=6[T!z+e (这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341) ia&AW
@}p2aV59
3. 建模任务 t.8 GT&p
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VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 ='ZRfb&
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利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 u@'0Vk0zGH
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4. 光滑结构的分析 fqX"Lus `=
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 8KB>6[H!wE
对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% Hgeg@RP
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5. 增加一个粗糙表面 ;{i'#rn{
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O ,rwP VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 >EL)X
#e 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 8`4<R6]LKB 9CA^B2u
IEKU-k7}Z >_rha~ i|w8.}0 GoA4f3 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
=PRx?q`d 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
NaVQ9ku7VW 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
/27JevE Vd".u'r
F:*W5xX ZX ?yL>4 6. 对衍射级次效率的影响 }X x(^Zh 56^+;^f^` Cm$.<CV 粗糙度参数:
hjaT^(Y 最小特征尺寸:20nm
,yd
MU\so( 总的调制高度:200nm
j4?@(u9;j 高度轮廓
,Y3W? 2*(Z==XC7
"UEv&mQ <%xS{!'} [SJ6@q 效率
[
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KIR'$ 6pn~ 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
T+N|R #cj6{%c4 W@yJAQ 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
2H.654 总调制高度:400nm 高度轮廓
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K3\#E/Ox 3 ?Y| 效率
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由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 YF+n
b.0. aM7uBx\8 5 粗糙度参数: S1D@vnZ3O\ 最小特征尺寸:40nm ZeG_en ; 总调制高度:200nm gN)c 高度轮廓 A
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效率 b;)~wU=
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更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 Oy 2+b1{
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粗糙度参数: %pXAeeSY`;
最小特征尺寸:40nm ^
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全高度调制:400nm [`]4P&
高度轮廓 _|"Y]:j_
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效率 6sa"O89
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对于较粗糙的表面,0级衍射效率大幅降低,而且±1级衍射效率的不对称性增大。 U%h);!<
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7. 总结 O5H9Y}i]
VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 N{-]F|XX
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 191&_*Xb
光栅级次分析器能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。 Q[+ac*F=Y
利用VirtualLab光栅工具箱,光栅表面的粗糙度可被加以考虑。因此,由于加工引起的结构差异产生的影响可被估算。 ?BhMjsy. ;/j= Ny{9